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恩斯特·馬赫（Ernst Mach）發現原子有用。但是他不相信他們是真實的。
19世紀的物理學家 - 菲洛瑟（Philosopher）成為原子丹尼爾（Atom Denier）最大的名聲。他認為，現實由聲音，色彩和壓力，自然的特徵組成，容易受到“感性沉思”的影響。現實是感官所感知的。諸如原子之類的東西僅僅是“精神上的”，旨在代表自然的實際目的。
假設原子可以成功預測有關化學反應或熱的特性的預測。這很像是如何假設圈子和飛行員使古代天文學家繪製行星路徑並預測日食的方式。 epicycles不是真實的，馬赫沒有理由也應該原子。
他宣稱：“原子不能被感官所感知。” “像所有物質一樣，它們都是思考的東西。”
今天沒有科學家否認原子的現實。馬赫沒有預見的是，可以將它們成像，分裂和粉碎的技術。但是，馬赫（Mach）的原子觀念及其現實問題今天在關於物理領域的不同辯論中呼應了量子力學核心的數學表達的本質。
量子數學描述了原子如何以原子理論的方式來解釋可觀察到的世界的行為。但是馬赫堅持認為，原子將永遠仍然是“代表現象的工具，例如數學的功能”，並且您不應該將數學方程式誤認為它們所描述的真實現象。然而，今天一些專家認為，描述原子現象的量子公式不僅是一種數學工具，而且與原子一樣真實。
該公式稱為狀態向量或（有點鬆散的）波函數。原子或任何物理系統可以被認為處於“量子狀態”；描述它的波函數允許對系統的未來進行預測。但是，令許多傳統或古典物理學粉絲的粉絲的絕望，這些預測並不確定。在經典狀態下，數學描述了系統中所有粒子的位置和運動，從而可以對未來狀態進行精確的預測。量子數學僅提供各種可能未來的機率。
大自然遵守這些賠率 - 從長遠來看，量子概率準確地預測了實驗結果的分佈。但是，古典牛頓物理學的明確因果確定性是模糊的。通過“隱藏變量”恢復這種確定性的希望已經破滅了基於約翰·貝爾的工作實驗半個世紀前。
這樣的實驗說服了許多物理學家以波浪功能的概率舒適地生活，樂於遵守經常重複的量子理論家信條：“閉嘴併計算。”但是其他人堅持認為波浪函數或量子狀態具有實際的物理存在。無論是真實還是僅僅是計算概率的工具，今天都是“也許是所有量子基礎中最激烈的爭論問題”，量子物理學家馬修·萊弗（Matthew Leifer）寫入最近的論文在日記中量子。
萊弗（Leifer）和其他人在哲學術語中打扮這場辯論，將兩種可能性標記為“ ontic”和“認識論”。這些不是您應該在家中使用的言語。但是，當竊聽量子辯論時，您應該知道“ ontic”是指物理上真實的東西。 “認識論”暗示了僅了解某事的知識。
一個自在的國家獨立於任何人的知識或意識。 “如果所有聰明的生物突然從宇宙中消滅了，那麼在宇宙狀態下仍然存在，”加拿大滑鐵盧理論物理學研究所的Leifer寫道。 “認知狀態是……對觀察者目前對物理系統的了解的描述。這是觀察者的心中而不是外部物理世界中存在的東西。”
從歷史上看，量子狀態通常被認為是認知的。正如丹麥量子先鋒尼爾斯·鮑爾（Niels Bohr）所說的那樣：“認為物理學的任務是找出大自然是。物理學關注我們能做什麼說關於自然。 ”
Bohr的態度被納入了被稱為哥本哈根解釋的量子物理學的觀點中，曾經是主要的方法，但現在受到了廣泛的挑戰。哥本哈根觀點的現代信徒傾向於有利於辯論的認知方面。
Leifer寫道：“如果詢問量子狀態是什麼代表有關的知識，新的 - 遍布主義者可能會回答他們代表對未來測量結果的知識，而不是對某些基本觀察者獨立的現實的了解。”
其他人則認為，如果量子態波函數實際上確實存在於物理上的意義上，那麼量子世界就更有意義。實際上，2012年物理學家Matthew Pusey，Jonathan Barrett和Terry Rudolph出版了一個定理在自然物理學認為波函數必須是浮力的。但是，其他定理似乎證明了相反的情況，並且所有這些數學論點都依賴於可能無效的假設。
因此，辯論繼續進行 - 例如，幾個月前在紐約市以北的IBM Watson Research Center的研討會上。有一組量子專家，還有一個公正的觀察者，探討了量子物理基礎及其與普通世界的經典外觀的各種觀點。
加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校的馬克·薩雷尼基（Mark Srednicki）強烈主張在ontic波功能上優於認知方法。
“有些人試圖提出一個量子概率的完全認知理論，” Srednicki指出。這真的很難。那些傢伙在試圖使它工作的時間很長一段時間，我認為他們基本上無法做到。”
研討會上的另一位理論物理學家，加州理工學院的肖恩·卡羅爾（Sean Carroll）也將量子狀態視為Ontic。他說：“它代表現實。” “這就是宇宙。”
正如他所看到的那樣，由於“自我定位的不確定性”，概率發揮了作用。您可以知道量子狀態是什麼，而無需知道您在波函數描述的量子可能性上佔據了哪個分支。
卡羅爾說：“自我定位不確定性的要點是，您可以知道狀態是什麼，並且知道您的環境是什麼樣的，卻又不知道您在該州的位置，因為包括您在內的環境，包括您的環境，” Carroll說。
但是，另一個領先的量子理論家，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的沃吉奇·祖雷克（Wojciech Zurek）尚未準備好跳上潮流的潮流。
他在IBM研討會上說：“我不認為[量子]狀態是認知的，要么是題材。” “根據記錄，國家絕對是Epi-Ontic。”
Zurek指出，量子狀態並不存在與普通古典狀態的同一意義。對於經典狀態，可以記錄，複製和共享有關狀態的信息。可以在已知狀態下製備量子系統，但是在不破壞它的情況下無法檢查或複制未知的量子狀態。
Zurek說：“如果我知道，我可以確認存在量子狀態。” “如果我不知道，我找不到它。……因此，我可以遇到一個情況，例如，國家存在於我，因為我知道它是什麼，但我沒有告訴你。”
Zurek建議，也許您將量子狀態視為現實，認知或表流無關並不重要。正如Leifer在他的評論中指出的那樣，如果您不相信任何一開始的現實，那麼這個問題甚至不會出現 - 在這種情況下，沒有任何現實。即使某些神秘的現實確實是量子知識的基礎，這並不意味著量子狀態捕捉了這種現實的獨特之處。
但是卡洛爾認為，這些問題確實對宇宙學家的理解努力有所作為。建立一個忠實代表其起源和進化的宇宙的綜合模型需要堅實的量子基礎。
例如，IBM會議上的大部分討論重點介紹Boltzmann Brains，具有意識和記憶的物質的假設瞬態配置（如果只是即時）。在某些情況下，量子波動可能會產生這種物質和能量的排列，以便此刻重複您的大腦狀態。那麼，您怎麼知道您不僅是片刻前來出現的短暫的隨機通量，而且會稍後會繁忙呢？
您可能認為這不太可能。但是實際上，如果宇宙將大部分永恆花在量子真空狀態下，正如某些宇宙學理論所表明的那樣，那麼您可能會非常可能是玻爾茲曼大腦，因為玻爾茲曼大腦將大大超過真實的大腦（如果某些量子物理學的看法正確）。
卡洛爾寧願不是鮑爾茨曼大腦。他和合作者Kim Boddy和Jason Pollack提出了一種避免它們的量子物理學的看法。
卡羅爾在IBM的動作中休息時向我解釋說：“鮑爾茨曼大腦應該是通過量子波動而產生的。” “但是，量子波動是什麼取決於人們對量子力學基礎的看法。”
例如，隨著時間的推移不會改變的量子狀態應該意味著什麼都沒有發生，因此不應發生波動（也沒有玻爾茲曼大腦）。但是在量子物理學中，可以同時存在多種可能性。因此，不變的量子狀態可以表示為另外兩個狀態的總和是及時發展。
“那麼量子基礎的問題是，那些在某種意義上不斷發展的國家，還是只是數學技巧，我們不應該將它們視為真實？”卡洛爾說。
如果他的方法排除了Boltzmann Brains，那麼建模宇宙的各種方法就變得更加可行。例如，具有多個宇宙的模型可能會被扔在垃圾桶中，因為它們暗示了太多的玻璃體大腦，可以重新考慮。
卡洛爾說：“所以我們說你可以放鬆一點。” “這是一個例子……您對量子基礎某些問題的看法會影響您是否認為某種宇宙學模型是否合法。所以我認為這很棒，因為這確實說您不能只是閉嘴併計算。”
也許馬赫會說量子狀態只是代表現象的數學工具，就像他認為原子一樣。或者，也許他會看到他的觀點的進展，物理學家有一天會放棄與原子一起玩耍，好像它們是石頭，並偽造了一個更加生動的現實情況。
馬赫預言：“隨著智力……在紀律發展，物理科學將用石頭放棄馬賽克遊戲，並尋找現象流動的床的邊界和形式。”
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